La mutation produite est souvent le résultat d'un adduit (addition d'un produit à la molécule d'ADN) entre le carcinogène chimique et un nucléotide du DNA. Une corrélation existe entre le nombre d'adduits produits expérimentalement et le nombre de tumeurs qui vont se développer. Peu de tumeurs ne comportent pas d'adduits.
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L'adduit covalent, provoqué par un agent chimique, ne produit pas une cellule initiée par lui-même, les mécanismes de réparation du DNA intervenant pour empêcher la transmission d'un matériel génétique altéré. Pour que l'initiation survienne, une division cellulaire non contrôlée doit survenir,
La propriété commune à tous les types de molécules initiatrices est la présence de formes réactives dites électrophiles. Ces sites (électron déficients) se lient avec des sites riches en électrons ou nucléophiles rencontrés au niveau des protéines et du DNA, pour former des liaisons covalentes ou adduits. Les sites réactifs sont les nucléotides, les liaisons phosphates du DNA ou la base elle-même (atome d'azote, atome d'oxygène, altération des ponts hydrogènes).
Une lésion au niveau du DNA va entraîner une mutation ayant une certaine spécificité pour l'agent : on décrit une atteinte fréquente de l'O6 de la guanine aboutissant à une mutation G-> T induite par les agents alkylants, une mutation base purique vers T induite par les hydrocarbures polycycliques, une double mutation CC-> TT par les radicaux oxydants (ou encore par les rayons UV).
Les agents chimiques inducteurs sont ainsi non seulement carcinogènes mais également mutagènes, ce qui va permettre de les dépister par des tests bactériens de mutagenèse.
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Les cellules initiées ne sont pas des cellules tumorales. Elles n'ont pas acquis une autonomie de croissance. On ne peut les distinguer morphologiquement des autres cellules non initiées.
Pour plus de renseignements, consulter le chapitre Carcinogenèse chimique du cours de cancérologie fondamentale.